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更新時間：2025.05.31
航空發(fā)動機圓弧型榫頭型面優(yōu)化設(shè)計

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通過有限元計算,對比分析了圓弧型與平面型榫齒面接觸應(yīng)力分布規(guī)律以及對加工和裝配誤差的敏感性。研究結(jié)果表明:圓弧型榫齒面能夠明顯改善接觸表面擠壓應(yīng)力的分布,大大降低擠壓應(yīng)力的峰值,從而有效提高抗微動疲勞能力。此外圓弧型榫齒型面的榫頭對加工偏差、安裝狀態(tài)變化不敏感,具有魯棒性特征。在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,對圓弧型榫頭型面如何進行優(yōu)化設(shè)計進行了深入研究,提出了采用二維建模進行優(yōu)化,在三維模型上進行驗證的優(yōu)化設(shè)計方法,降低了計算工作量,達到了工程化的目的,并設(shè)計出了某型發(fā)動機圓弧型榫頭型面。研究結(jié)果表明該方法合理有效。

發(fā)動機榫頭/榫槽接觸問題的可靠性形狀優(yōu)化設(shè)計

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在結(jié)構(gòu)可靠性形狀優(yōu)化的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了接觸問題隨機有限元的靈敏度解析分析表達式,給出了優(yōu)化分析的基本步驟,并對某發(fā)動機燕尾型榫頭/榫槽接觸結(jié)構(gòu),選取榫頭齒頸寬和齒面傾斜角為設(shè)計變量,以榫頭最大拉伸應(yīng)力、齒面擠壓應(yīng)力及可靠度指標(biāo)為約束條件,對榫頭邊界上節(jié)點的最大當(dāng)量應(yīng)力進行了優(yōu)化分析.結(jié)果表明,優(yōu)化后榫頭和榫槽接觸面上的接觸壓力、當(dāng)量應(yīng)力及可靠度指標(biāo)的分布更加均勻,驗證了優(yōu)化分析模型的合理性及所提出的可靠性形狀優(yōu)化設(shè)計方法的有效性,為榫頭/榫槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供有價值的參考.

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